【正文】 。ROM,這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。重要的一點(diǎn)STC12C5A60S2目前的售價(jià)與傳統(tǒng)51差不多，市場(chǎng)供應(yīng)也很充足。 STC12C5A60S2單片機(jī)基本特點(diǎn)：1. 屬于增強(qiáng)型的51單片機(jī)內(nèi)核，1T高速運(yùn)行速率，單時(shí)鐘的機(jī)器周期，全部兼容傳統(tǒng)51單片機(jī)的指令代碼； 2. 工作電壓：STC12C5A60S2的正常工作電壓范圍：（即5V單片機(jī)）； 3. 單片機(jī)工作頻率：035MHz，約為傳統(tǒng)的51單片機(jī)的0～420MHz； 4用戶應(yīng)用程序空間8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字節(jié)；5. 片上集成1280字節(jié)RAM； 6. 通用I/O口（36/40/44個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口弱上拉（傳統(tǒng)51單片機(jī)的I/O口），可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口弱上拉，推挽強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開(kāi)漏。：400內(nèi)部自帶看門狗電路，在諸多功能集一身的基礎(chǔ)上，STC12C5A60S2目前售價(jià)與傳統(tǒng)的51差不多，市場(chǎng)供應(yīng)充足，因此是一款高性價(jià)比的單片機(jī)。所以在硬件的選取工作上一定要細(xì)致，全面比較，綜合考慮，在結(jié)合性價(jià)比的同時(shí)更主要功能的實(shí)現(xiàn)。由此我們我們知道，三端IC是指分別由輸入端、接地端和輸出端這三條引腳輸出的一種穩(wěn)壓用的集成電路。最后得到一個(gè)穩(wěn)定的+5V直流電源輸出。它獨(dú)特的一線接口，耐磨耐碰，體積小，并能直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào)，便于單片機(jī)控制。隨溫度變化其振蕩率明顯改變的高溫度系數(shù)晶振，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后 釋放，當(dāng)DS18B20收到信號(hào)后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。完成溫度的測(cè)量和顯示。由于單片機(jī)內(nèi)部自帶A/D轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)相應(yīng)程序，單片機(jī)讀取這些數(shù)字信號(hào)，就能得出相應(yīng)的光照強(qiáng)度，并決定是否啟動(dòng)其他應(yīng)對(duì)措施。 由于采用單片機(jī)計(jì)時(shí)有諸多缺點(diǎn)，比如一方面需要采用計(jì)數(shù)器，額外的占用了硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，都需要耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且，可能某些測(cè)控系統(tǒng)不支持這種中斷、查詢等。DS1302 是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，～。圖35 DS1302封裝圖DS1302的引腳排列如上圖所示,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，SCLK為時(shí)鐘輸入端。 液晶顯示器件的選取 LCD1602屏幕為2行，每行顯示16個(gè)字符，為字符型顯示器，只能顯示數(shù)字和字符，不可以顯示漢字。u 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個(gè)字符 芯片工作電壓:— 工作電流:() 模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm圖37 LCD1602實(shí)物圖u LCD1602與傳統(tǒng)顯示器相比，作為輸出器件的幾個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：1） 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器收到信號(hào)后的每一個(gè)點(diǎn)都會(huì)一直保持原有亮度和顏色，恒定發(fā)光。3） 重量輕，體積小 液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。表32 LCD1602信號(hào)真值表RSR/WE功能00下降沿寫指令代碼01高電平讀忙標(biāo)志和AC值10下降沿寫數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù)u LCD1602指令集00111DCB0000光標(biāo)加1)，光標(biāo)減1)，且寫指令38H寫指令38H（以上都不檢測(cè)忙信號(hào)）寫指令08H寫指令01H寫指令06H寫指令0cH 時(shí)序圖讀寫方法：從上到下，從左到右，高電平在上，低電平在下，高阻態(tài)在中間。第二步就是給數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)總線上給出數(shù)據(jù)，這與第一步相隔時(shí)間沒(méi)有要求，實(shí)際上先后也沒(méi)有要求的。 第六步，數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)要保持Thd2的時(shí)間才能變化，RS、R/W則要保持Thd1的時(shí)間，然后就可以了。 開(kāi)關(guān)電路 為了調(diào)整LCD顯示器的數(shù)據(jù)，而又在不采用鍵盤的前提下，設(shè)計(jì)了如下圖所示的按鍵開(kāi)關(guān)電路。圖311 開(kāi)關(guān)模塊電路 智能家居的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是如果監(jiān)測(cè)到有人闖入室內(nèi)，會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，并通過(guò)短信方式向主人報(bào)警，短信通信模塊電路會(huì)在下文中詳細(xì)闡述，本環(huán)節(jié)介紹聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)及工作過(guò)程。圖312 熱釋電紅外傳感器內(nèi)部電路圖 熱釋電紅外傳感器的工作原理：熱釋電紅外傳感器通過(guò)目標(biāo)與背景的溫差來(lái)探測(cè)目標(biāo)，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設(shè)置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外線間歇的照射，其表面溫度上升△T，其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之間產(chǎn)生電壓△U。而蜂鳴器采用普通的蜂鳴器即可達(dá)到所需的設(shè)計(jì)要求。 不管是光敏電阻模塊還是溫度檢測(cè)模塊，還是智能家居的另一輔助功能（自動(dòng)啟動(dòng)電飯鍋，飲水機(jī)等），要想對(duì)其引起的變化做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)機(jī)制，必須有一個(gè)電路在接收對(duì)應(yīng)的信號(hào)后做出相應(yīng)的處理措施，接下來(lái)逐一介紹：、飲水機(jī)、空調(diào)的應(yīng)對(duì)啟動(dòng)電路模塊 根據(jù)溫度檢測(cè)模塊傳來(lái)的溫度高低，系統(tǒng)應(yīng)該智能的判斷是否符合主人所需的適宜溫度，并作出相應(yīng)變化，決定是否啟動(dòng)空調(diào)或在接收主人短信后是否啟動(dòng)自動(dòng)做飯開(kāi)關(guān)，而這些開(kāi)關(guān)的開(kāi)合需要有專門的芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 圖314 ULN2003A實(shí)體圖 ，在5V的工作電壓下能與TTL和CMOS電路直接連接，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器。C 引腳數(shù):16封裝類型:DIP 晶體管數(shù):7最大連續(xù)電流, Ic:500mA 輸入電壓最大:30V輸入類型:5V TTL CMOS 輸出電壓最大:50V輸出電流最大: 通道數(shù):7ULN2003A在各種控制電路中常用它作為驅(qū)動(dòng)繼電器的芯片，其芯片內(nèi)部做了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管。約為36V。 窗簾的開(kāi)合必須要通過(guò)電機(jī)的牽引，常選用電機(jī)有直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。 圖319 六線式步進(jìn)電機(jī)接線圖 與兩相四線步進(jìn)電機(jī)相比，步進(jìn)更加精確，但是四相八線步進(jìn)電機(jī)需要驅(qū)動(dòng)器對(duì)四個(gè)繞組的八個(gè)繞組分別進(jìn)行控制，電路的復(fù)雜性和成本都會(huì)增加。如：正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈BA’B’依次循環(huán)。步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用θ表示。定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場(chǎng)齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的）。 （a） （b） （c） （d） 圖320 步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部構(gòu)造圖 在前文中已經(jīng)提到，亮度檢測(cè)模塊檢測(cè)室內(nèi)的光線強(qiáng)度，如果亮度過(guò)高，則應(yīng)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)牽引窗簾關(guān)閉，相反，如果亮度過(guò)低，啟動(dòng)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)牽引窗簾打開(kāi)。由L298N構(gòu)成的PWM功率放大器的工作形式為單極可逆模式,2個(gè)H橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連在一起,其引腳排列如下圖所示,1腳和15腳可單獨(dú)引出連接電流采樣電阻器,形成電流傳號(hào)?？梢苑奖愕尿?qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為+～46V。L298N的5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電機(jī)兩端的電壓成比例關(guān)系，而電機(jī)兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機(jī)的速度與占空比成比例，占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)的越快。為了防止電源的電壓對(duì)芯片和電機(jī)構(gòu)成干擾，在兩個(gè)電源的上并聯(lián)了兩個(gè)磁片電容，已達(dá)到濾波的目的，保證電源的穩(wěn)定輸出。相類似的，如果把步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)給電順序反轉(zhuǎn)，并連續(xù)循環(huán)，就實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)，就這樣，完成了單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。在本設(shè)計(jì)中，串行通信模塊采用先進(jìn)的GSM通信技術(shù)。GSM Modem是數(shù)據(jù)通訊與單片機(jī)結(jié)合的重要組成部分，大部分的GSM Modem使用AT指令來(lái)設(shè)置參數(shù)。該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。所有的驅(qū)動(dòng)器、接收器及電壓發(fā)生器都可以在德州儀器公司的LinASICTM MAX232的工作溫度范圍為0℃至70℃，MAX232I的工作溫度范圍為40℃至85℃。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從11引腳（T1IN）、10引腳（T2IN）輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從14腳（T1OUT）、7腳（T2OUT）送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232數(shù)據(jù)從13引腳（R1IN）、8引腳（R2IN）輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從12引腳（R1OUT）、9引腳（R2OUT）輸出。GSM模塊，是一個(gè)類似于手機(jī)的通訊模塊，集成了手機(jī)的若干功能于一塊小電路板上，它可以發(fā)送短消息，通話等等，模塊雖小，但它具備了很多手機(jī)的功能，擁有它等于就是擁有了手機(jī)的核心部分了，它在很多應(yīng)用領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，GSM模塊通過(guò)使用AT指令才能控制它，模塊可以與電腦RS232串口相連，也可以用單片機(jī)來(lái)進(jìn)行控制。 16～23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。其中18腳RXD、19腳TXD為TTL的串口通訊腳，可以方便和單片機(jī)進(jìn)行通訊。 332腳為控制腳，其中30為RTC backup，31為Power down，32 為SYNC。其中，DSR、CTS是串口輸出給單片機(jī)的，對(duì)單片機(jī)來(lái)講可不用接入，而DTR、RTS這2條輸入線是終端設(shè)備輸入給RS232串口的，必須接通。硬件電路部分是智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，整個(gè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行就依靠硬件電路的準(zhǔn)確連接和配合。對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重在把設(shè)計(jì)者預(yù)設(shè)的嚴(yán)密的工作思路，轉(zhuǎn)換成電路及芯片之間能夠流通和交流的信號(hào)和“語(yǔ)言”。C語(yǔ)言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它提供高效的代碼，結(jié)構(gòu)化的編程，和豐富的操作符。C語(yǔ)言一共有32個(gè)關(guān)鍵字、9種控制語(yǔ)句，程序書寫形式自由，主要用小寫字母表示，壓縮了一切不必要的成分。數(shù)據(jù)類型特別廣泛，現(xiàn)代語(yǔ)言中的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)幾乎全部包含在內(nèi)。4） 、語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度較大。與匯編程序生成的目標(biāo)代碼相比，C語(yǔ)言生成效率只低了20%左右。 按鍵開(kāi)關(guān)電路模塊利用定時(shí)器T0定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)，LCD液晶顯示模塊利用T1定時(shí)器中斷對(duì)接收到的溫度值以及時(shí)鐘電路時(shí)鐘值進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，其余的功能在主程序中是實(shí)現(xiàn)。所學(xué)到的不僅是對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握及運(yùn)用，更重要的是學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、篩選有價(jià)值信息和團(tuán)結(jié)互助的團(tuán)隊(duì)精神。我花了一部分時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，不懂的地方去請(qǐng)教陳老師和班里基礎(chǔ)好的同學(xué)，在他們的耐心講解下，使我對(duì)單片機(jī)有了進(jìn)一步的了解，這對(duì)我下一步的設(shè)計(jì)展開(kāi)幫助很大。畢竟，畢業(yè)設(shè)計(jì)不是一朝一夕就能完成的簡(jiǎn)單項(xiàng)目，有時(shí)候會(huì)急于求成，錯(cuò)過(guò)了很多重要環(huán)節(jié)，是陳老師嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，逐漸鍛煉了我戒驕戒躁、獨(dú)立學(xué)習(xí)思考的能力，為以后走向工作崗位積累了很多課本之外的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了諸多的阻礙，從電路關(guān)鍵芯片的選擇，到部分電路的功能實(shí)現(xiàn)，隨時(shí)會(huì)有難題擺在面前。我也將終生難忘陳老師對(duì)我的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，謹(jǐn)向陳老師致以最崇高的謝意！此外，我也衷心感謝李老師在步進(jìn)電機(jī)原理方面給我的悉心講解和指導(dǎo)，讓我對(duì)電機(jī)原理及拖動(dòng)有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。祝各位老師身體健康，工作順利!參考文獻(xiàn)[1] 汪貴平，李登峰，新編單片機(jī)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2010[2] 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